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浙教版九年级上册
第5节 能的转化与能量守恒（2）
第2章 能的转化与能量守恒
引入新课
大量事实表明，自然界中各种形式的能量都不是孤立的，不同形式的能量之间会发生相互转化，能量也会在不同的物体间相互转移。
各种形式的能量之间的转化是非常普遍的现象，自然界中物质运动形式的变化总伴随着能量的相互转化。
那么：
能由一种形式转化为另一种形式的过程中，能的多少是否发生变化？即能量是否发生变化？
新课教学
能的概念是人类对物质世界进行长期探索中建立起来的。所有的自然现象、不同的运动形式都涉及能，人类的活动也离不开能。能无所不在，能的形式多种多样，如描述机械运动的机械能，描述热运动的内能，描述电磁运动的电磁能，等等人们利用能的概念把热、电、磁、光，以及机械运动等都统一起来描述。
科学家在研究自然的过程中，逐渐认识到自然界的现象之间存在着相互联系，如动能和势能可以相互转化，电与磁可以相互转化，运动和热可以相互转化，等等。在19世纪中叶、科学家总结出了能量守恒定律。能量守恒定律的成形，经历了多种实验过程的探索，也经历了对实验结果的质疑，是不同领域的多位科学家集体智慧的结晶。
二、能量守恒定律
新课教学
如图2.5-14 所示，用电动机提升重物时，电动机消耗的电能，是否都转化为重物的机械能？是否还转化为其他形式的能量？如果把转化后的各种形式的能量全部加起来，是否跟电动机消耗的电能相等？
电动机消耗的电能一部分转化为重物的机械能，一部分转化为内能（克服摩擦做功与电流的热效应）；
转化后的各种形式的能量全部加起来等于电动机消耗的电能。
新课教学
大量事实告诉我们：
在能量的形式发生相互转化的过程中，某种形式的能量减少了多少，另一种形式的能量一定会相应地增加多少。
同样，某种形式的能量增加了多少，另一种形式的能量一定会相应地减少多少，而能的总量保持不变。
能量转化和守恒定律：
能量既不会消灭，也不会创生，
它只会从一种形式转化为另一种形式，
或者从一个物体转移到另一个物体。
而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。
新课教学
能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动；无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。
能量转化和守恒定律是科学史上最重大的发现之一，它把各种自然现象统一起来，描绘出一幅自然界普遍联系的世界图景。
意义：
新课教学
达·芬奇曾设计了一个“ 永动机”：一只圆轮，里面装有可以自由滚动的重钢球，如图2.5-15所示。利用隔板的特殊形状，使轮子一边的钢球总是滚到另一边距离轮心远些的地方，这样，在钢球的重力作用下，轮子便会转动不息。这个“ 永动机”能旋转不息吗？为什么？
因为圆轮转动时要克服摩擦和空气阻力消耗能量，而能量的转化有方向性，摩擦生热是不可逆的。
“永动机”不可能旋转不息
“永动机”违背能量的转化和守恒定律。
新课教学
视频：永动机
新课教学
“饮水鸟”
如图2.5-16所示是“饮水鸟”玩具:先往"饮水鸟”头部滴几滴水，“饮水鸟”直立一会儿，就会慢慢俯下身去“喝”水，然后它又会直立起米，如此循环往复......
这种“饮水鸟”玩具是永动机吗？你知道其原理吗？
这种“饮水鸟”玩具看似永动机，其实并不是。
新课教学
视频：饮水鸟
新课教学
当头部毛毡“饮水”后，水蒸发吸热，导致头部温度降低，玻璃管上部乙醚蒸气液化，压强减小，管内液柱上升。“饮水鸟”重心上移，直到倾倒。处于倾倒位置的“饮水鸟”，头部毛毡再次浸润，乙醚流回身体处的玻璃球，重心下移，“饮水鸟"直立。
“饮水鸟”的组成：
“饮水鸟”的头和身体都由玻璃球构成，并由玻璃管相连通，且密封。身体处的玻璃球内盛有一此乙醚(一种易挥发、易液化的液体)，头部玻璃球连同尖嘴被吸水毛毡包裹。
“饮水鸟”饮水的原理：
“饮水鸟”“饮水”后，头部的水不断蒸发，吸收了周围物体(空气)的热，才使“饮水鸟”持续运动。
可见，“饮水鸟"的运动并没有违背能量守恒定律。
新课教学
“永动机” 不可能成功的事实告诉我们，违反能量的转化和守恒定律的事件是不可能发生的。
那么，遵循能量的转化和守恒定律的事件是否一定会发生呢？
1、一块炽热的铁块投入水中能量如何转移？
炽热的铁块投入水中时，内能从铁块传递给水，从而使铁块的温度降低，水的温度升高，最后两者达到相同的温度。
那么，铁块能自发地从同温度的水中吸收热量使自己变得炽热吗？
尽管这一过程并不违背能量守恒定律
不会
三、能的转移和转化的方向性
新课教学
2、当杂技演员沿竹竿下滑时，能量又是如何转化？
当杂技演员沿竹竿下滑时，演员的重力势能有一部分转化为手和竹竿的内能，使手和竹竿的温度升高。
相反，手和竹竿能自发的降低温度内能减少，使演员上升吗？
手和竹竿不可能自发地降低温度，而使人的位置升高 。
尽管这一过程并不违反能量转化和守恒定律。
大量的现象表明，能量的转移和转化有一定的方向性。
我们是在能量转移或转化过程中利用能量的。
新课教学
请你举例加以说明，能量的转移和转化有一定的方向性有什么实际意义？
例如，水总是从高处流到低处，这样人们就可以用水的落差进行水力发电。
内能只能有高温物体转移到低温物体，这样就可以用高温物体给低温物体进行加热。
把具有能量的物质让它的能量按人们需要的方向转化和转移，这样我们对能源的利用率就提高了。
新课教学
当堂检测
1、根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的一组是(　 　)
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
D
当堂检测
2、“永动机”至今没有创造成功，其原因是( )
科学技术还不够先进
B. 机器不能对外输出能量
C. 违背了能量守恒定律
D. 机器只能转移能量，不能转化能量
C
当堂检测
3、“溜溜球”是学生喜爱的一种玩具。如图是其结构示意图，使用时将线绕好，然后手持绳的上端自由释放。假如手不提拉，由于空气阻力，“溜溜球”上升的高度将越来越小，这一过程中_____能转化为____能；为了使“溜溜球”上升的高度不变，在其上升的过程中，人必须提拉绳子，提拉的过程实质上是人通过绳对“溜溜球”____的过程，从而使它的机械能得到不断的补充。
机械
内
做功
布置作业
1、复习本节课所学的主要内容；
2、完成作业本中相应练习；
3、复习本章内容，准备单元检测。2.5能的转化与能量守恒（2）课后检测
班级 姓名
1.根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的一组是(　 　)
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
2.历史上许多科学家尝试制造永动机，均以失败告终，其根本原因是 ( )
A.永动机的设计原理过于复杂
B. 制造永动机的材料不够先进
C. 违背了能量转化与守恒定律
D. 科学发展没有达到一定水平
3.宇宙间一切物质的运动和变化都需要能量来维持。下列关于能量的说法正确的是( )
A.植物的光合作用是把光能转化为内能
B.电风扇工作时，消耗的电能主要转化为机械能
氢氧化钠溶解于水中时，将内能转化为化学能
D.电池充电时电能转化为化学能，放电时化学能转化为电能，故能量转化没有方向性
4.能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会由一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。能源危机产生的根本原因是( )
A.能量的转移和转化遵循能量的转化与守恒定律
B.人们在能量的转化或转移中利用能量
C.经转移或转化过程可利用的能量增加
D.能量的转移和转化有方向性
5.关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（ ）
A.任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳
B.空调机既能致热，又能致冷，说明热传递不存在方向性
C.由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机不过是杞人忧天
D.一个单摆在来回摆动许多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒
6.下列几种热量的传递过程，不可能实现的是（　 ）
A.太阳向地球辐射太阳能
B.燃烧的煤，向四周散发热量
C.人体在常温下不断向四周散发热量
D.冰箱自发地将箱内热量散发出去而降温
7.在一定的条件下,各种形式的能量是可以互相转化的。在它们互相转化的过程中，下面说法正确的是(　 　)
A．机械能一定守恒 B．各种形式的能都守恒
C．各种形式的能量的总和一定守恒 D．内能一定守恒
8.根据能量守恒定律,判断下列说法正确的是 (　　)
A. 发电机和电动机都是转化能量的机器
B. 电动机工作时消灭了电能
C. 发电机可以产生电能
D. 自然界中各种能量在不断地相互转化,人类在不断地消耗各种能量,所以总能量在不断减少
9.各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有方向性的。图中按能量转化的顺序，排列正确的是（ ）
A.①②③④ B.②③④① C.②①③④ D.①③④②
10.如图所示，滚摆在摆动过程中，每次上升的高度会逐渐减少，下列说法正确的是( )
A．只存在着动能和势能的转化
B．滚摆的机械能减少了，减少的机械能转化为内能，但总能量是守恒的
C．能量在逐渐消失
D．滚摆的机械能是守恒的
11.同一小球以同样的速度v沿着与水平方向成0角斜向上抛出，甲图表示小球沿足够长的光滑斜面向上运动，乙图表示小球在空中的运动轨迹(空气对小球的阻力忽略不计)
（1）小球在沿斜面上升的过程中其机械能总量 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
（2）小球能达最高点的高度h1 h2。(选填“大于”、“等于”或“小于”).
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
D C B D A D C A C B
11.不变；大于

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